汽車零件溫冷復合成形加工工藝探討

楊暉慧

摘 要：隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們對于汽車的需求量在不斷增加，因此要求對汽車零部件的加工工藝進行進一步地優(yōu)化和完善，傳統(tǒng)汽車零件的加工工藝主要有熱形成和冷形成兩種，這兩種方法都具有各自的加工特點，同時也在很大程度上存在缺陷和不足，難以滿足當前的零件加工需求。本次研究中首先將對熱形成與冷形成加工工藝的特點以及缺陷進行分析，在此基礎上對目前應用比較廣泛的溫冷復合成形工藝進行分析和探討，為我國汽車零件的加工提供理論支持。

關鍵詞：汽車零件；溫冷復合成形；加工工藝

中圖分類號：U466 文獻標識碼：A

隨著環(huán)境問題的不斷加劇，因此工業(yè)生產(chǎn)對于環(huán)境產(chǎn)生的影響成為各國關注的焦點，因此傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)方式必須進行改革和優(yōu)化，大力倡導綠色工業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)成為各國工業(yè)發(fā)展的目標。而隨著汽車企業(yè)對零部件生產(chǎn)要求的不斷提高，因此汽車零件生產(chǎn)企業(yè)就需要對傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝進行優(yōu)化升級，在這種背景下，溫冷復合加工工藝就成為個零件生產(chǎn)企業(yè)的優(yōu)選加工方式，在提升生產(chǎn)效率的同時，也提高了零件的質量。

1.熱形成與冷形成工藝主要特點及存在的缺陷

1.1 熱形成工藝主要特點及存在的缺陷。熱形成工藝中首先將金屬的坯料進行加熱，達到鍛造溫度后，利用模鍛的方式達到精密成形，也是汽車零件成形的主要應用方式之一，通過該方式成形的材料具有塑性優(yōu)和抗力低的特點，可以形成工藝較為復雜的相關工件；然而由于精鍛件的各部分具有較大的尺寸差異，因此在冷卻中尺寸較小部分的速度較快，因此與大尺寸部分產(chǎn)生較大的差異，同時在成形中也可能出現(xiàn)過熱或過燒等現(xiàn)象。

1.2 熱形成工藝主要特點及存在的缺陷。冷形成工藝在室溫狀態(tài)下成形工藝，利用擠壓、鐓粗等方式塑性變形，該成形工藝具有消耗量低、效率高等優(yōu)勢，在汽車零部件生產(chǎn)中得到了廣泛的應用。然而該成形技術對于變形材料以及零件的形狀自身的適應性較低，因此僅僅能夠用在簡單成形中，應用推廣受到了一定的限制。

2.汽車零件溫冷復合成形加工工藝

2.1 溫冷復合成形加工工藝概述。溫冷復合成形工藝中首先需要將金屬進行加熱，當其溫度達到再結晶溫度以下時，再實施鍛造，其溫度范圍為750℃～850℃，在鍛造的過程中相關材料的屈服應力可能下降30%左右，此時能夠顯著降低由于擠壓過程中模具所承受的巨大壓力，并且能夠有效提升材料的最大變形程度，進行有效降低工序次數(shù)和中間的相關操作工序促使等，溫冷復合加工工藝可以加工在冷加工中不能加工的相關材料，是冷加工工藝的優(yōu)化升級。溫冷復合技術是20世紀70年代中在國外出現(xiàn)的一種新型的鍛造工藝，直至80年底中期才逐漸被應用在汽車零部件的加工中，發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)成為汽車零部件加工中的主要鍛造技術。進行精密鍛造的主要目標是使加工完成的相關產(chǎn)品能夠直接投入使用，而無須在進行任何形式的后續(xù)加工操作，然而通常情況下，精密鍛造的產(chǎn)品仍然需要進行進一步地加工，這樣才能進一步提升產(chǎn)品尺寸的精度以及降低產(chǎn)品表面的粗糙程度，主要是因為在精密加工中由于溫度的巨大變化，可能形成產(chǎn)品生產(chǎn)尺寸上的差異。而通過應用溫冷復合加工工藝可以直接達到僅用冷鍛能夠達到的產(chǎn)品尺寸精度以及產(chǎn)品表面的粗糙程度等，與此同時，通過應用該加工技術還可以有效降低工序的次數(shù)，應用噸位較小的壓力機就能夠完成生產(chǎn)。

2.2 溫冷復合成形加工工藝中毛坯精度。常規(guī)的模鍛件的尺寸精度利用常規(guī)的鍛造方法就能夠達到要求，產(chǎn)品表面的粗糙度值>1.6um；同時產(chǎn)品合理的尺寸精度精密等級為E，因此其表面的粗糙度值可以達到0.4um～1.6um。目前通過應用溫加工工藝成形毛坯生產(chǎn)中的大變形加工，再利用冷加工工藝對其精度進行再加工，因此能夠有效地解決大規(guī)格產(chǎn)品生產(chǎn)過程中冷段形成設備能力不足的主要問題，同時也解決了中碳合金鋼以及高碳合金鋼中利用溫鍛以及熱鍛加工工藝時，成形的精度較低，以及冷鍛中成形會受到變形量的影響等一系列問題。

2.3 溫冷復合成形加工工藝中毛坯的機械性能。當毛坯的溫度達到500℃～800℃時，可以對毛坯進行擠壓成形，因此產(chǎn)品的強度具有非常高的極限。通過溫冷復合工藝成形的產(chǎn)品，在與冷擠壓產(chǎn)品相比較時，其沖擊的韌性可高出20%～40%，同時產(chǎn)品的延伸率可以提高15%～25%。由于產(chǎn)品在擠壓的過程當中，其硬化效應非常強烈，同時其硬度會隨著產(chǎn)品變形程度的不斷增加而相應增加；并且，伴隨著擠壓中溫度的不斷升高，產(chǎn)品所具有的室溫下的抗拉強度也在不斷地降低。然而與擠壓之前的毛坯抗拉的總體強度相比較時，當所有產(chǎn)品均經(jīng)過擠壓之后，其抗拉強度都出現(xiàn)了不同程度的提高；與抗拉強度相似，室溫下的屈服載荷也會隨著擠壓溫度的不斷升高而逐漸降低，然而同機械方式加工的產(chǎn)品所具有的屈服載荷強度相比較時，其屈服載荷能提升1.8倍～2.5倍，甚至還會更高，同時當產(chǎn)品所具有的壁部越薄時，其屈服載荷的提高程度就會越高。

結語

溫冷復合工藝是一種高效、精密的生產(chǎn)工藝，可以為生產(chǎn)企業(yè)節(jié)約大量的生產(chǎn)原材料，同時在能源消耗方面和機械加工工時方面也具有很大的優(yōu)勢。運用溫冷復合加工工藝形成的毛坯精度能夠高達IT7級～IT8級，與傳統(tǒng)的熱形成加工工藝相比，其加工余量顯著減少，通過溫冷復合加工工藝能夠直接實現(xiàn)半精加工以及精加工。通過在汽車零件生產(chǎn)企業(yè)中推廣應用溫冷復合工藝能夠促進企業(yè)的節(jié)能減排，提高生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1]王德林，陸有根，吳兵.溫、冷精鍛復合成形技術應用及其發(fā)展趨勢[J].熱加工工藝，2013（5）：107-110.